本刊記者 李曉文
電網強則國家強。
我們生而有幸在這個“有電”的時代,卻不知道為了能保證“電能常有”的狀態,電網人為之付出了多少。尤其是特大電網的出現,更是成為“中國夢”號航母上不可或缺的發動機。
那么,特大電網是如何進行調度控制的呢?國家電網公司國家電力調度控制中心副主任辛耀中就“特大電網一體化調度控制系統關鍵技術及規?;瘧谩表椖孔龀隽嘶卮?。
2014年1月,國家科技獎勵大會上,“特大電網一體化調度控制系統關鍵技術及規?;瘧谩表椖勘皇谟?013年度國家科技進步二等獎。
“什么是特大電網?根據國際特大電網運行組織(VLPGO)的定義,發電裝機超過6000千瓦或用電負荷超過5000萬千瓦的電網稱為特大電網?!眹译娋W公司國家電力調度控制中心副主任辛耀中說。
隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,我國電網也在快速發展,截至2013年底,全國電網裝機規模達12.47億千瓦,已超過美國電網(11.9億千瓦)和歐洲電網(9億千瓦)。VLPGO的16個成員國中,中國國家電網是其中的最大電網,同時,也是世界上裝機規模最大、電壓等級最高(1000千伏特高壓)、年發電量最大、風電裝機最多(7463萬千瓦)的特大電網。
“特大電網的特點是覆蓋多個區域,由多個調度機構共同完成運行控制,系統運行呈現全局性特征,全網調度控制協同運行,這是各國特大電網的共同特性。”正如辛耀中所言,全網調度是個共性,那國家電網的“一體化調度控制系統關鍵技術”又因何等魅力才能在國際上大放異彩,成為特大電網調度須臾不可或缺的技術手段呢?追根究底,還在于它直指電網運行過程中的四大難題。
“難題一是如何保障特大電網安全穩定運行。電以光速傳輸,每秒30萬公里。要知道衛星發射的第一宇宙速度也不過是7.9公里/秒,電的速度這么快,而且服務范圍幾乎遍布家家戶戶?!毙烈醒a充道,“貨有倉庫、水有水庫,可是電卻沒辦法大規模儲存,其發電、輸電、配電、用電是在瞬間同時完成的。這樣一來,如何維持電網本身的安全穩定和實時平衡就成為關鍵,稍有不慎,就會出現系統故障或造成重大停電事故。”
如其所言,近十年來,國外多次大停電事故給社會造成了巨大損失,其中尤以2003年美加“8·14”大停電和2006年歐洲“11·4”大停電令人為之側目。前者使5000萬人受影響,造成損失約360億美元;后者也有100多萬人受到影響。這兩大事故反映出來的共同問題就是,其調度系統缺乏全網故障信息共享、在線跟蹤分析、調度協調控制等手段。這也是導致事故逐步發展擴大的重要原因。原有各電網調度控制系統之間多是相互孤立的,事故發生后難以相互溝通和協同處置。歐洲“11·4”事故中,德國電網出現的問題,相鄰國家并不知道,無法做出及時應對,導致全歐洲解列,而美加“8·14”事故中,兩個小時內相繼出現五次345千伏線路跳閘,如果能在第一次跳閘后及時采取措施,也許就不會出現后面的連鎖反應。直到如今,辛耀中還為之扼腕,這種反思也成為他后來研究中的重要思路。
在我國,主要電網分布為國家電網所屬五大區域(華北、華東、華中、東北、西北)電網以及南方電網。而中國的幅員遼闊在電網分布上也一樣表現得淋漓盡致。我國的一個省級電網,甚至與歐洲的一個國家電網相差未幾。如此龐大的電網聯在一起,如果缺乏統一的優化調度和協調控制,局面將不可收拾。
“難題二是如何保障大規??稍偕茉吹挠行{?!彪S著新能源的發展,我國風電裝機容量和發電量已經居于世界第一位,到2014年3月底,風電裝機達到7463萬千瓦,占我國總裝機的6%,在北方某些省區,風電比重已近30%。令人憂心的是,風能的隨機性和間斷性導致風電預報的準確性受到影響。天氣預報的準確率也不過80%左右,風電功率預報的準確率與之類似。那么,我們的電網要怎樣才能最大限度地接納風電以及其他新能源電力呢?
這種局面下,原有的基于局部平衡的發電調度方式,已經難以適應我國特大電網大容量遠距離輸電、可再生能源大規模并網和節能減排等要求,新的特大電網必須要突破大范圍經濟調度和節能低碳調度的重大技術難題。
“難題三是如何應對重大自然災害及網絡攻擊破壞?!?008年初,一場雪災導致全國14個省電網系統受到災害影響,“5.12”四川汶川大地震更是對電網設施造成重大損壞,自然災害對電網的傷害程度可見一斑。而雷電、山火、臺風、大霧等自然災害,以及恐怖襲擊、網絡攻擊等人為破壞對電網運行皆有損害。尤為值得一提的是,網絡空間如今已成為信息戰場,“斯諾登”事件再次表明,沒有硝煙的網絡戰爭一直在進行!震網、火焰病毒等定向攻擊國家重要基礎設施內部網絡,基于邊界防護的安全體系受到威脅,亟須建立完善縱深安全防護體系,解決電網調度控制系統的安全防護難題。
一一細數下來,辛耀中發現第四個難題也來了:原有調度自動化系統根本難以支撐上述三大業務需求。
原省級以上電網調度中心都配置十余套各自獨立的自動化業務系統,如能量管理系統(EMS)、水調自動化系統、電能量計量系統、調度計劃系統、廣域相量測量系統(WAMS)、電力市場管理系統(MMS)等,這些系統都有各自的服務器、傳輸總線、數據庫、圖形界面等,沒有統一的標準,互不兼容,同樣的電網圖形畫面、模型數據等需要重復做多次。這樣的系統難以支持橫向集成和縱向貫通,難以支持多級電網的協調控制和優化調度,難以滿足縱深安全防護和等級保護的要求。因此,迫切需要結合最新IT技術,研發新一代的智能電網調度控制系統。
“各國特大電網,特別是中國電網、美國電網、歐洲電網,都要面臨同樣的難題。因為國外電網所用的調度自動化系統多由國際上幾大電力制造業巨頭提供,如西門子、ABB、阿爾斯通等。他們各行其道,系統之間很難互聯互通?!?/p>
看透了這一點,辛耀中明白在這樣的四大難題面前,他們沒有現成的國外先進經驗可以借鑒。對項目組來說,既是艱巨挑戰,同時也是重大機遇。
“我們團隊在相關研究方面有30年的技術積累,大體經歷了三個階段。”在辛耀中的悉心介紹中,筆者看到了一條叫做奮斗的曲線。
上世紀80年代中期為第一階段,以引進消化為主。為滿足跨省區域電網調度運行的急需,國家引進了“四大網”(華北、華東、華中、東北)能量管理系統(EMS)及開發技術,當時主要基于通用小型計算機VAX、專用操作系統VMS、專用網絡協議DECnet等。
經過十余年的積累,到上世紀90年代中后期,他們開始進入奮起直追的第二階段。時值精簡指令計算機(RISC)、開放操作系統(UNIX)、因特網技術等在國際上大放異彩。趁此良機,為滿足全國互聯電網初期調度運行的需要,中國電力科學研究院開發了新一代調度自動化系統CC-2000(榮獲2000年國家科技進步一等獎),南京自動化研究院研發了OPEN-3000調度自動化系統。這兩項技術推出后,迅速占領了國內市場大部分份額。其技術水平與國際業內巨頭西門子公司的SPECTRUM系統、ABB公司的SPIDER系統等基本持平。
時光轉入21世紀,國網也滿懷信心地開始了“彎道超車”的第三階段。當特高壓特大電網調度控制建設提上日程,當特大電網四大難題避無可避,他們及時抓住多路多核集群計算機、面向服務體系架構、高速數據網絡等技術發展的重大機遇,通過國家電網公司專列系列重大科技項目,統一組織開發新一代的智能電網調度控制系統(簡稱D5000系統)。
“這就是本項目的起源。”當然,在這背后,還有更加明晰的原因。
2003年北美“8.14”大停電事故發生后,各國都開始研究大電網在線安全穩定分析預警技術。國家電網公司也于2004年設立科研項目,研究基于大規模并行計算技術的電網動態穩定分析和預警,采用曙光多路多核集群計算機和LINUX操作系統,幾百個處理器并行工作,很好地解決了十幾萬階常微分非線性方程組的在線聯立求解難題,首次實現了電網在線穩定分析,也驗證了多路多核集群技術可以適應電力系統的業務需求。
2008年初,我國大范圍冰災對電網造成嚴重破壞,“5.12”汶川地震更是對電力設施造成毀滅性破壞,但當時的調度自動化系統難以滿足多級調度聯合處置重大電網事故的要求,調度中心也缺乏異地容災備用的能力,地震發生時,四川調度員和相關領導冒著生命危險堅守在晃動的大樓內!
災難就是命令!地震發生后,國家電網公司快速反應,幾天之內公司黨組迅速決策,立即開展新一代調度控制系統的研發,滿足多級電網調度一體化運作的需求,盡快建立備用調度體系!國家電網公司總部統一組織,成立了由國家電力調度控制中心牽頭、以中國電力科學研究院和國網電力科學研究院為主、各網省電力公司全面參與、相關大專院校和設備制造廠商等聯合攻關的項目團隊,幾十家單位的精英們被抽調到一起,組成了幾百人的強大陣容,辛耀中就是項目負責人。國家電網公司累計投入該項目的科研經費高達1.1億元,項目也得到了國家“核高基”和“863”專項的大力支持。
需求就是方向!聯合攻關項目組成立后,召集科研院所和運行單位專家集中研討論證,討論非常激烈,而且日夜兼程,用近兩個月時間確定了攻關目標:開發一套新一代的調度控制系統,滿足特大電網多級調度一體化運作和建立備用調度體系的業務需求。明確了技術路線:充分繼承已有CC-2000和OPEN-3000等的優勢技術,基于多路多核集群技術和面向服務的體系架構(SOA),首先開發一體化支撐平臺,隨后開發移植實時監控、調度計劃、安全校核、調度管理四大類應用功能,在省級以上調度中心統一進行工程實施。新系統繼承了CC-2000和OPEN-3000的優秀技術,所以有了一個簡稱叫D5000,其中D指調度(Dispatching),5000意為2000加3000,希望能夠產生大于5000的效果。
D5000系統的開發主要經歷了“四大會戰”。
首戰發于四川,打的是“原型戰”。2008年5月中旬,國調中心組織中國電科院、國網電科院啟動系統前期研發工作,對SOA技術、組件技術、實時通信協議、服務總線、人機界面關鍵技術、統一存儲等平臺等技術進行深入研究,并進行原型系統開發。
D5000的原型系統是將CC-2000的優勢模塊(傳輸總線、前置采集等)與OPEN-3000的優勢模塊(實時數據庫、實時監控等)各自抽出來,再結合最新IT技術,重新構建一套全新的基本原型系統。來自CC-2000團隊的周京陽、尚學偉,來自OPEN-3000團隊的高宗和、翟明玉率領各自團隊參加了會戰,來自各級電網調度的專家則全程參與了技術論證、方案設計和驗收測試。其中,四川王民昆、福建鄧兆云、江蘇孫大雁、華中劉濤、華北張哲、華東王亮、畢曉亮、高伏英、張亮等作出了突出貢獻。為了解決四川備調的急需,聯合開發組日夜兼程,會戰三個月,形成了初步技術方案,用原型系統搭建了四川電網備用調度系統,在現場投入試運行。實踐證明技術方案可行,可充分繼承原有系統的優質基因,也為后續開發一體化支撐平臺奠定了基礎。
“平臺戰”的地點轉向了北京。智能電網調度控制系統要實現橫向集成和縱向貫通,一體化的基礎平臺是關鍵,關乎整個系統試點項目能否順利實施。2008年10月起,北京白廣路大會戰正式打響。
此后的18個月,聯合開發組每周只休周日一天,每天分上、下午和晚上三個工作單元。辛耀中回憶道:“當時經常討論到晚上12點以后。外地來的同志都住在附近的小旅館,我家也在那附近,經常半夜一起走回去,還算方便。但許多家住北京城外的同志就慘了,晚上回家打車都很困難,后來干脆都住到附近小旅館了?!币粓鐾酃矟臅?,辛耀中對其中涌現的一大批年輕技術骨干大為贊賞,至今還能一一說出他們的名字:負責服務總線的梅崢、李軍良;負責消息總線的王恒、葉飛;負責實時數據庫的彭暉、王瑾;負責商用數據庫接口的陳鵬、謝梅、馬志斌、季學純;負責圖形界面的李偉、沈國輝、黃昆、孟鑫、孫湃、曹榮榮、劉艷;負責模型管理的米為民、蔣國棟、宋鑫、錢靜;負責安全防護的邵志鵬、楊維永、馬驍、孫煒、高明慧;負責系統管理的高原、馬發勇;負責公共服務的孫云楓、李軍良、雷寶龍;負責數據采集的高保成、杜鵬、陳清山、晏亮;負責SCADA的莊衛金、孫名揚、金芬蘭、王昊;負責并行平臺的嚴劍峰、陳勇;負責消息郵件的劉森、徐家慧、梅崢;負責工作流的梁云、程旭;負責總體協調的陶洪鑄、尚學偉、翟明玉、嚴亞勤……
這些人,這些事,給北京會戰染上了生動的色彩。2009年7月,華中測試小系統順利通過了工廠驗收測試,基礎平臺和基本應用1.0版正式誕生了;同年9月上旬,華北測試小系統通過了驗收測試;2010年1月,國調與華中、華北和華東網調測試小系統成功實現了互聯互通,國調系統成功進入調度大廳,實現了 “三華”系統的遠程瀏覽。
一個月后,聯合開發組進駐武漢,拉開了華中會戰的序幕。D5000基礎平臺和基本應用的1.0版,也將在華中試點工程現場實施。
這場“工程戰”,國調中心高度重視,做出了周密的戰術布局。辛耀中、石俊杰為現場總指揮,華中電網全力支持,張曉明、凌衛家統籌協調,中國電科院和國網電科院等開發單位數百名專家全力以赴。工作方式則延續北京會戰。六個月后,支撐平臺的各個模塊都經受了現場實際工程環境的考驗和驗證,功能性能都進行了完善提升?!碧貏e是前置數據采集(FES)、實時監視控制(SCADA)、自動發電控制(AGC)狀態估計等基本功能模塊,與現場關聯最緊密,現場調試任務最重,也是D5000基本功能的標志性體現?!闭劶坝诖?,辛耀中盛贊負責開發與調試任務的高保成、杜鵬、莊衛金、滕賢亮、王磊等開發組同志,華中金延、朱翠蘭、劉濤、湯衛東等運行單位同志,“他們為此更是付出了艱苦的努力。”
經由各網省調專家組成的現場驗收組的兩輪測試驗收,華中D5000系統投入試運行,D5000的2.0版本也開始形成?!叭A中試點工程成功后,正好趕上建設備用調度體系、建設智能電網調度系統、建設大運行體系的三大業務需求,D5000正可謂生逢其時,立即轉入了擴大試點范圍、準備全面推廣應用階段?!?/p>
到“應用戰”時,D5000進入了它的第四場會戰,會戰地點也從之前的專一戰場變為十大試點單位。在統一的D5000平臺上,十家分別進行各自應用功能的試點,華中電網繼續試點基礎平臺和基本應用,華北電網試點實時監控與預警功能,華東電網試點調度計劃與安全校核功能,四川電網試點備用調度和水電自動化,江蘇電網試點實時監控和調度管理,福建電網試點原省調自動化系統升級到D5000,北京城區地調試點配電網調度自動化,河北衡水地調試點地縣電網調度自動化、遼寧沈陽地調試點原地調自動化系統升級到D5000,國調試點整體功能性能并負責總體協調。
這是D5000應用功能的全面上線,經過一年的艱苦奮戰,10個試點工程全部上線運行,一個平臺和四大應用全面完成,形成了2.3版本。截至2013年年底,D5000系統已成功應用于國家電網32個省級以上調度和57個地級調度。D5000團隊用了5年時間,完成了國外通常需要8到10年才能完成的任務,這就是中國速度!
D5000一出世,就引起了業界的震動。而項目組來說,他們在整個過程中考慮更多的卻是電網調度的用戶需求,一切都為了電網調度用戶的需求。
特大電網一體化調度控制系統首次研發了適應大電網調度控制業務“橫向集成、縱向貫通”的一體化支撐平臺,攻克了多級調度協同的大電網智能告警和協調控制、全網聯合在線安全穩定分析、安全約束機組組合等重大技術難題,實現了特大電網多級(國網省)調度控制業務的一體化協同運作,促進了可再生能源有效消納。
“各國電力系統組都遵從‘N-1’準則,也就是說,損失任何一個元件都不至于影響系統的穩定性。在D5000里,我們將諸多系統整合起來,給調度員提供了廣域全景信息、可以通觀全局的平臺。同時,進行分布式協同處理,一旦本地調度控制的電網出現故障卻發現不了的話,周邊電網調度也可以給予告警?!痹谛烈械谋硎鲋?,筆者腦海中浮現出一張網,織羅起相關區域的電力控制??雌饋硭坪醺訌碗s,辛耀中卻指出這樣做能夠將調度臺上處置故障、恢復運行的時間大大縮短。
真的嗎?
且不忙于肯定或否定,我們不妨先看一下時間是如何縮短出來的。
先看全網綜合智能告警。項目研發了多級調度協同的大電網實時監控、綜合智能告警和安全控制技術,實現了國家電網500千伏及以上電網故障的全網聯動實時告警。這樣一來,項目通過多級調度協同的大電網綜合智能告警方法,構建出面向全網的電網故障實時告警體系,不但能進行遠程瀏覽,還能實現多級調度告警信息的實時共享,可以提高大電網故障的全景感知和協同處理能力,有效保障源端維護,在國際上率先解決了特大電網運行中多級調度協調控制和故障聯合處置的世界性難題。
聯合在線安全穩定分析也是節約時間的“大戶”。大規模電網的在線安全穩定分析需要對幾十萬個微分方程和非線性方程聯立求解。由于太過復雜,直到現在國際上也還是按照一年兩次的頻率,在豐水期和枯水期分別計算一次。在線計算中微分方程組不是解一次就算了,系統當中每失去一個元件都要解一次,一萬個元件就要解一萬次。以前把所有元件都解一次幾乎要算二十幾個小時,再加上基礎潮流數據準備和對各種可能運行工況的全面分析計算,確實需要幾個月的時間。
為了改變這個局面,項目組決定放棄串行計算的傳統方式,改用并行計算。而后來,他們也的確通過大規模的并行計算實現了每隔15分鐘算一遍的結果,但這并沒有令他們滿意。美加大停電事件里,是兩小時內跳閘五次。如果算平均時間的話,15分鐘算一次倒也來得及??扇绻鹿书g隔時間低于15分鐘了怎么辦?計算本身也需要時間,萬一算到一半時出現故障怎么辦?
怎么辦?這三個字像是懸在他們頭頂的一把劍。做最壞的打算,做更好的設計,重壓之下,他們迸出了新的靈感——事件觸發隨時跟蹤。
以15分鐘作為一個正常的計算周期,在下一個15分鐘到來之前,只要主網結構起變化或者有開關跳閘,就會“喚醒”程序,立刻再算一遍。而計算時間本身,就涉及到不應期的問題。在生物對某一刺激發生反應后,一定時間內,即使再給予刺激,也不發生反應,這個時間段就是不應期。通過不斷的研究,他們將不應期分為三段,實際計算時間控制在10秒左右,算之前要把實時數據斷面匯集起來需要10秒,計算結果的傳輸共享也需要10秒,加起來大概就是30秒。通過這種方式,D5000可以跟蹤分鐘級的慢速發展的多重相繼故障,再快的話就算不過來了。盡管已經極為不易,辛耀中神色中依然流露出遺憾,為了他目前所不能抵達的“死角”。
為了將優化調度進行到底,他還加入了空間時間聯合優化的因素。也就是說,橫向集成之外,D5000系統還要做到縱向貫通。我國的電網調度主要分為國家調度、大區調度和省級調度。原來的調度控制以達到局部最優為目的,而在一體化大平臺下,局部最優未必最終能形成全局最優,因此,D5000系統就將國、網、省三級協調起來。從上到下來進行預調度,再從下到上逐級報上來,最后再一次進行從上到下的聯合確認校核。從空間上來說,D5000不是集中處理,而是將當地的處理能力和職能結合起來,結合區域優化和全系統優化,進行多級協調。在時間上看,調度計劃從宏觀到微觀,以月度、周、次日、實時(15分鐘周期)為調度時間段,15分鐘為一個基本時段,每天就有96個時段,每一個時間段上,電廠發電多少,聯絡線上輸電多少,都有一個具體的計劃。每天下班之前,次日的調度計劃必須發出去。
如此具體的劃分,形成了十分巨大的計算量。一般來說,每一個次日計劃發出去之前,都要完成國、網、省三級協調和校核。而日內的實時計劃,則常常會面對臨時調整的狀況。這種微調,在夏季豐水期內表現得更為明顯。汛期水電過來就要及時發出去,不然會造成棄水。將空間時間聯合優化調度發揮了到極致,落實了國家節能減排政策,保障了可再生能源的有效消納和特大電網的安全經濟優質運行。
大開大合,具體而微,項目組用D5000系統在中國錯綜復雜的大電網中畫出一個清晰的坐標——時間軸上是逐步遞進,滾動調整;空間軸上是三級聯動,多級協調。
2013年8月2日下午5點43分,華中電力調控分中心調度室響起一陣急促的告警鈴聲,大屏幕與監控顯示屏同時彈出告警提示:鄂豫聯絡線500千伏孝浉Ⅰ回線跳閘。調度員迅速瀏覽告警總畫面,上面顯示:線路兩側開關均跳閘,繼電保護正確動作,跳閘前鄂豫聯絡線功率322萬千瓦……
下午5點50分,調度室下達調度指令:減少河南境內機組出力60萬千瓦,增加湖北境內機組出力60萬千瓦。同時,調度員密切關注與孝浉Ⅰ回線共用通道的孝浉Ⅱ回線周邊雷活動情況。在調整聯絡線潮流到200萬千瓦的安全可控水平后,調度員立即啟動在線安全分析功能,計算結果表明,當前電網運行方式暫無問題。
傍晚6點,調度員結合故障錄波信息及現場匯報信息判斷,孝浉Ⅰ回線跳閘是由線路A、C兩相接地短路導致,兩套線路保護均動作,故障測距距浉河87.6千米、距孝感45.8公里,與監測到的雷電活躍區域吻合。由此,調度員初步判斷跳閘為雷擊引起,可以對線路進行一次試送。
6點39分,孝浉Ⅰ回線試送成功,故障處置完畢。
這是D5000系統在電網安全保衛戰中的一個真實縮影,也為此前D5000的種種出色做出了精彩的詮釋。
“我們并不是開發完再去找用戶,而是通過將用戶所提的需求統一歸納起來,再去進行設計和開發,逐漸形成技術規范和技術標準。上線之前,再進行實地用戶測試,每個版本都會測試幾個月來看效果?!庇眯烈械脑拋碚f,D5000系統是從用戶需求中來,自然要回到用戶需求中去。
根據國家電網公司華中分部的D5000系統應用證明書顯示,該系統為調控人員提供了全方位的電網運行全景感知、實時監控、在線分析等技術手段,能支撐電網事故“事前預控、事中告警、事后分析”,確保電網安全“可控、能控、在控”。另一組數據或許更能為此作證,僅2012年,D5000系統就成功報警了500余次電網故障,成功抵御處置了22次嚴重電網故障沖擊,保障了1.2萬余項主網設備計劃停電工作的順利實施,實現了220千伏以上348座變電站和1134條線路的安全投運。
與此同時,D5000系統所實現的新能源監測、發電預測、發電計劃、安全校核、日內調度和在線安全分析等功能,也對促進清潔能源利用和新能源并網消納發揮了重要作用。從2010年到2012年,國家電網消納風電電量分別為472億、706億、939億千瓦時,年均增長率超過30%;2012年并網水電發電量5186萬千瓦時,同比增長27.9%,水能利用率提高7.1%;完成跨區跨省交易電量6054.9億千瓦時,同比增長14%。
這些新功能的出現,還帶來了意外之喜,為電力系統的節能減排提供了充分的技術支撐。福建省調應用本成果,年均降低發電煤耗1%,降損3.6億千瓦時,節水增發1.4億千瓦時;江蘇省調應用本成果,年均降低發電煤耗1.9%,減少二氧化碳排放392.6萬噸。
自2009年投入運行以來,D5000在國家電網省級以上調度控制中心得以全面推廣和應用。截至2013年年底,項目成果已成功應用于國家電網32個省級以上調度和57個地級調度,覆蓋了全部等級保護四級系統,大大提升了國家電網調度技術裝備水平,提高了駕馭大電網能力,為保證電網安全穩定運行和可靠供電發揮了重要作用,實現了巨大的社會效益。在“十八大”、國慶60周年、上海世博會、“兩會”、“神九”發射等國家重大保電任務中,D5000也交上了優秀的答卷。
“這是世界級的成果,是中國和世界智能電網領域的巨大進步!”國際電工技術委員會(IEC)主席勞斯.烏赫勒如此評價D5000系統。國際特大電網運行組織(VLPGO)秘書長阿蘭·史蒂文率全球15個最大電網的理事會成員參觀后,評價道:“中國國家電網率先實現了VLPGO白皮書提出的新功能,領先歐美電網三到五年?!狈▏娋W公司(RTE)和巴西國家電力調度中心(ONS)分別派出代表團,專程前來考察,也對該系統做出了高度評價。
在中國電機工程學會組織召開的科技成果鑒定會上,由清華大學盧強院士和武漢工程大學程時杰院士任主任的鑒定委員會對D5000系統的鑒定意見為:“平臺技術為國際首創”;“在基于統一平臺和四大類應用的一體化系統體系架構、大電網綜合智能分析與告警、面向特高壓同步大電網的網絡分析和在線穩定分析、多級多時間尺度調度計劃的一體化決策與安全校核等方面達到國際領先水平。”該項目的成功,毫無疑問地增強了我國在電網調度領域的國際話語權。
當D5000逐漸成為焦點,該項目所取得的成績也受到了關注。早在2003年,美國和歐洲已經開始開展特大電網新一代智能調度控制技術研發,但至今尚未形成成熟的技術產品。與之相比,D5000系統已經在國家電網全部省級以上調度和部分地市調度上線運行,項目形成了IEC國際標準2項、國家標準1項、電力行業標準7項、企業標準24項,主要包括電網通用模型描述規范、電力系統圖形描述規范、電網設備通用數據模型命名規范等。相關成果獲得國際專利3項,國家發明專利授權14項,軟件著作權4項,發表論文135篇。除2013年度國家科技進步獎二等獎外,該項目還被授予國家戰略性創新產品。其中的關鍵技術分別獲得2011和2012年度中國電力科學技術獎一等獎以及第十四屆中國專利獎優秀發明獎。
夢想成真需要把握機遇,更要依靠眾多人的科研實踐變成現實。D5000系統的研發與工程實施,是我國電力二次系統研制和建設史上前所未有的一項浩大的創新性工程,需要組織國內科研、高校、產業、電網運行等上百家單位聯合攻關,面臨著眾多的技術難題和組織管理困難,作為項目組主持,需要凝聚、引領、垂范和管理整個工作團隊,對此辛耀中深有感慨:“項目成果的一點一滴,都凝聚著整個研發團隊的辛勤和汗水。這支隊伍平均年齡只有30歲左右,特別能吃苦、特別能戰斗、特別懂團結,工作中相互學習、相互促進、共同提高,項目前期需要在北京長期聯合開發,后期需要在武漢進行華中試點工程實施,長達一年多的時間里沒日沒夜地堅守現場,無法顧及各自的家庭。他們中,有的父母年邁身體不佳卻無法照顧,有的孩子成績落下卻無法輔導,有的則是剛剛新婚卻無法陪伴在愛人身邊,有的因為長期在外而失去心愛的女朋友……充分展現出一代青年對事業的執著熱愛和勇于進取的精神”,言及此處,這個團隊的領導者眼眶充滿著淚水。項目還凝聚了大批開發廠家,如曙光、聯想、浪潮、華為等計算機廠家,凝思、麒麟等操作系統廠家,達夢、金倉等數據庫廠家,以及清華大學、天津大學、浙江大學、華北電力大學等高校單位,這支龐大的隊伍以‘標準’為支撐,擰成一股繩,才有了今天的D5000。通過項目的洗禮,一大批技術骨干得到培養鍛煉,逐步在業界展露頭角,不斷出現在IEC、CIGRE、VLPGO等國際國內會議的發言席上,國家也因此擁有了一批智能電網調度控制系統研發和產業基地。
“再好的技術也有適用范圍,還需要不斷發展完善?!痹谝黄隙ê唾澴u中,辛耀中及其團隊依然保持著警醒,正繼續開發新的版本和新的功能,同時將其應用范圍逐步向地調、縣調、配調以及變電站、發電廠延伸。